Hallo

Für unsere neue H0-Anlage, die ChRB III, bin ich daran, Wendel-Trassen mit Hilfe des 3D-Druckers zu bauen. Es handelt sich hier um eine Wendel, die vom Schattenbahnhof mit fast zwei Umgängen eine Höhendifferenz von 187 mm bis zur untersten sichtbaren Stelle der Anlage bewältigt. Weitere Wendeln in der gleichen Bauart (für Kehrtunnels) sind in Planung. Anmerkung: Die ChRB III ist eine Anlage, die ausschliesslich mit stromführender Oberleitung betrieben wird. Deshalb müssen auch die Wendeln mit Oberleitung ausgerüstet werden.

Im folgenden Bild sieht man eine (fast) fertige Wendel, bei welcher jetzt noch die Bahntechnik (Gleise, Weichen, Oberleitung, elektrische Leitungen für Speisung, Weichenantriebe, Besetztmelde-Strecken, etc.) eingebaut werden muss.

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Hier ein paar Eck-Daten dazu:

Gesamtlänge: 2'120 mm
Gesamtbreite: 1'200 mm
Mittlere Steigung: 1.87%
Vertikaler Abstand Gleis zu Gleis: 94.5 mm
Gleisradius innen: 481.2 mm (entspricht Roco Line R4)
Gleisradius aussen: 542.8 mm (entspricht Roco Line R5)
Länge der geraden Teilstrecken: 920 mm

Konstruktions-Software: OpenSCAD
Slicer: Prusa Slicer
Drucker: Original Prusa i3 Mk3S+
Material: PET-G

Falls Interesse vorhanden ist, werde ich hier gerne weitere Beiträge einstellen, die im Detail zeigen, wie die Wendel konstruiert und gefertigt ist.

Hi Röbi,

interessantes Teil!

Steht die Wendel auch ohne Befestigung stabil?
Wenn ja, wäre sie ja auch Teppich- und Tischbahning geeignet.




Viele Grüße, Michael

Zitat von Michael Knop im Beitrag #2

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Steht die Wendel auch ohne Befestigung stabil?
Wenn ja, wäre sie ja auch Teppich- und Tischbahning geeignet.

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Hier sieht man die (teilweise aufgebaute) Wendel noch etwas genauer aus anderen Ansichten.

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Zitat von sturzeroebi im Beitrag #3

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Die Herstellung einer auf diese Weise gebauten Wendel ist sehr aufwändig (sehr lange Druckzeiten und sehr hoher Filament-Bedarf) und kommt damit auch recht teuer zu stehen. ……welches mir Spass macht.

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Hallo Thomas

Zitat von ThKaS im Beitrag #5

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Aber warum teuer?
Wie sind denn die Teile gedruckt?
Mit 100% Infill?
Wieviel gr Filament sind denn pro Stütze oder Fahrbahnteil nötig?
Mit welchen Parametern der Geschwindigkeit wird gedruckt? und welche Schichtstärke?

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Zitat von ThKaS im Beitrag #5

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Spannend finde ich deine Oberleitungshalter/Pfosten. Könntest du davon mal ein Bild einstellen, vor Allem von der Befestigung der OL-Schiene bitte.

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Hallo Röbi,

so interessant die neuen Werkstoffe aus dem Drucker für ein exaktes Erstellen einer Steigung sind:
Zu deinen Bildern fällt mir ein, ob nicht sehr bald deine gewählte Unterkonstruktion aus Spanplatte eine ziemliche Achterbahn wird. Dieser Werkstoff neigt stark zum Verziehen, wenn punktuell gegenläufige Kräfte eingetragen werden. Das sind bei dir die Wandhalterungen von unten und die Wendel von oben. Die Luftfeuchte und Temperatur sowie deren Schwankungen im Modellbahnraum wirken dabei zusätzlich.
Oder ist das nur ein Provisorium?

Zitat von PCvD im Beitrag #7

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Zu deinen Bildern fällt mir ein, ob nicht sehr bald deine gewählte Unterkonstruktion aus Spanplatte eine ziemliche Achterbahn wird. Dieser Werkstoff neigt stark zum Verziehen, wenn punktuell gegenläufige Kräfte eingetragen werden. Das sind bei dir die Wandhalterungen von unten und die Wendel von oben. Die Luftfeuchte und Temperatur sowie deren Schwankungen im Modellbahnrsum wirken dabei zusätzlich.

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Zitat von PCvD im Beitrag #7

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Oder ist das nur ein Provisorium?

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Der Herstellung geht eine sorgfältige Planung der einzelnen Stützhöhen voraus. Die folgende Skizze dient der Identifikation der einzelnen Stützpositionen und die anschliessend gezeigte Tabelle enthält die numerischen Werte für die Stützhöhen und weitere Daten für die Wendel. Mit Basis ist der untere Umgang und mit Level 1 der obere Umgang gemeint.

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Die eigentliche Trasse der Wendel wird gebildet durch zusammengesteckte Wendelplatten.

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Jede Wendelplatte hat Schwalbenschwänze zur Verbindung mit der jeweils nächsten. Die Schwalbenschwanz-Verbindungen sind präzise und praktisch ohne Spiel. Trotzdem lassen sie sich leicht zusammenstecken und auch wieder auseinandernehmen.

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Eine gebogene Platte deckt einen Winkel von 15° ab. Eigentlich hätte ich lieber 30°-Platten erstellt, aber dafür ist mein Drucker zu klein. Somit werden halt je zwei Platten zusammengesteckt. Jetzt entspricht ein Platten-Paar den Standard-Gleisstücken R4 und R4 von Roco Line. Hier sieht man, dass die Platte auch Verkabelungen aufnehmen kann.

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Damit sich die Schwalbenschwanz-Verbindungen nicht lösen, werden je zwei 15°-Platten zusammengeschraubt. An diesen Stellen, die nur aus zwei 15°-Platten eine 30°-Platte machen, wird keine Abstützung angebracht. Die Platten-Paare sind stabil genug.

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Bei den geraden Platten habe ich Glück. Hier reicht die Grösse meines Druckers für eine Platte, die ein gerades Gleisstück von 230 mm Länge aufnehmen kann.

Hallo Röbi,

das ist eine sehr gute Idee mit den 3D-Wendelbausätzen.

Tante Edit meint: lässt sich die ganze Sache nicht einfacher und billiger gestalten, wenn nur die Ober- und Unterseite der Elemente durchgehend aus Filament bestehen und im Inneren anstelle der massiven Füllung luftige Stützstrukturen sind? Dann wird das Ganze auch leichter.

Und hier nun zu den Abstützungen:
Bei den geraden Platten nach jeder und bei den gebogenen Platten nach jedem Plattenpaar werden die Platten mit je zwei Säulen abgestützt. Für den untersten Umgang der Wendel erfolgt die Abstützung auf der Grundplatte (Spanplatte) und bei allen darüber liegenden Umgängen wird eine Säule als Distanzstück verwendet. Die Säulen haben ein Schrauben-Gewinde nach oben und die Distanzstücke haben unten ein Muttern-Gewinde. Damit werden die Halb-Ösen der Platten, die bei zusammengefügten Platten zu Ganz-Ösen werden, durch Verschraubung eingeklemmt. Selbstredend, dass die unteren Abstützungen (die auf der Grundplatte) je eine individuelle Länge haben müssen. Deshalb auch die Tabelle (siehe Beitrag 9). Die Distanzstücke hingegen können alle gleich lang sein.


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Auf diesem Bild erkennt man eine Platten-Verschraubung mittels eines Distanzstückes (unten) und einer Blindmutter (oben). Die farbliche Verfälschung ist entstanden, weil ich bei diesem Bild Blitz verwendet habe.


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Dieses Bild zeigt die andere Seite der Platten-Verbindung. Damit die beiden Platten, die ja wegen der Steigung der Wendel schief sind und schief sein müssen, nicht durch die Verschraubung in eine horizontale Position gezwungen werden, verwende ich unterhalb und oberhalb der Platten je eine schiefe Scheibe (hier in dunkelblauer Farbe sichtbar). Man muss gut schauen, damit man sieht, dass die Scheiben schief sind, weil es sich ja nur um eine geringe Steigung (1.87%) handelt. Die Scheiben der jeweils gegenüberliegenden Seiten müssen umgekehrt schief sein. Ich verwende deshalb graue und dunkelblaue Scheiben, damit ich sie auseinanderhalten kann.

Die Scheiben müssen in einer ganz bestimmten Lage eingesetzt werden, damit die schiefe Lage richtig gewährleistet ist. Wie ich das bewerkstellige, werde ich im nächsten Beitrag zeigen.

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Hier sieht man zwei schiefe Scheiben in zwei Versionen (grau und blau). Man beachte den kleinen, vorstehenden Nocken.

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Zwei zusammengesteckte Wendelplatten haben eine kleine, runde Öffnung innen an der Öse anliegend. Diese Öffnung nimmt den Nocken der Scheibe auf.

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Ich muss jetzt nur darauf achten, dass der Nocken in der Öffnung ist (die Scheibe liegt dann sauber auf) und dass die richtigen Scheiben eingesetzt sind. Bei einer Wendel, die im Uhrzeigersinn ansteigt, müssen die blauen Scheiben innen sein. Bei Gegenuhrzeigersinn aussen.



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Hier sieht man eine gerade Wendelplatte während des Druckes (bei 37% Fertigstellung)

Zitat von MoBaFahrer216 im Beitrag #11

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Tante Edit meint: lässt sich die ganze Sache nicht einfacher und billiger gestalten, wenn nur die Ober- und Unterseite der Elemente durchgehend aus Filament bestehen und im Inneren anstelle der massiven Füllung luftige Stützstrukturen sind? Dann wird das Ganze auch leichter.

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Hallo Röbi,

Ich sehe gerade, dass ich genau den gleichen 3D Drucker habe. Bei den geraden Platten reizt Du ja das Druckbett optimal aus. Top 👍🏻

Ich bin auch fast täglich am 3D-Drucker dran und weiß was es heißt zu warten. Bisher habe ich aber mehr Teile für den Haushalt gedruckt, teilweise neu konstruiert oder vorhandene STL-Dateien optimiert. Dabei bin ich aber noch blutiger Anfänger.

H0-Teile wie Container - Tunnelportale etc. habe ich auch schon gedruckt.

Ich nehme sehr oft als Infill 5 % anstatt 15 % bzw. 20 % somit geht die Druckzeit und der Materialaufwand meist noch einen Tick herunter, aber das wirst Du bestimmt schon alles probiert haben, Röbi

Alleine die Konstruktion am CAD ist bei Dir, Röbi - ein mega Aufwand - Klasse - weiter so und ich freue mich schon sehr auf neue Bilder und Ideen 👍🏻👍🏻👍🏻

Gruß Carsten

Hallo Carsten

Zitat von klca im Beitrag #15

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Ich sehe gerade, dass ich genau den gleichen 3D Drucker habe. Bei den geraden Platten reizt Du ja das Druckbett optimal aus.

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Zitat von klca im Beitrag #15

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Ich nehme sehr oft als Infill 5 % anstatt 15 % bzw. 20 % somit geht die Druckzeit und der Materialaufwand meist noch einen Tick herunter, aber das wirst Du bestimmt schon alles probiert haben

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Manchmal geht es nicht mit den "normalen" Säulen-Paaren. Z.B. Bei der Einfahrt in die Wendel würde eine Säule genau auf dem Einfahrts-Gleis zu stehen kommen. Dort sind Sonder-Konstruktionen notwendig.

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Sonder-Konstruktion einer Stütz-Säule

Ursprünglich wollte ich die Stütz-Säulen an ihren Füssen direkt auf die Spanplatte schrauben (deshalb die Schraubenlöcher mit Versenkung in den Säulen-Füssen). Das hat sich aber nicht bewährt, denn die Schrauben "verlaufen" gelegentlich und ziehen dann den Säulen-Fuss etwas von der gewollten Position weg. Auch ist die Zugänglichkeit nicht überall gegeben.
Deshalb befestige ich sie jetzt mit Briden (siehe die nächsten beiden Bilder). Damit kann die Positionierung sehr genau erfolgen. Die Briden sind so konstruiert, dass sie die Säulen-Füsse mit etwas Kraft auf die Platte drücken, wenn die Schrauben soweit angezogen sind, dass die untere Fläche der Briden auf der Platte aufliegt. Das biegt sie leicht durch, die Durchbiegung bleibt dabei aber im elastischen Bereich.

Anmerkung: Um die Wendel genau in Position zu bringen und mit den Briden zu befestigen, muss sie "geschlossen" sein. D.h. Es muss mindestens ein Voll-Umgang an Wendelplatten zusammengesteckt und verschraubt sein.

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Die Gleise werden mit Gleis-Befestigungs-Klammern (erstes Bild) auf der Wendelplatte befestigt. Die Klammern sind so konstruiert, dass das Gleis mit leichtem Druck gegen die Platte gedrückt wird, sobald die Klammer eingerastet hat. Durch Zusammendrücken der beiden Beinchen auf der Rückseite der Platte (drittes Bild) kann man sie auch wieder entfernen.

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Untere Einfahrt in die Wendel

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Die doppelte Spurwechsel-Stelle erfordert eine Spezial-Konstruktion der geraden Wendelplatte

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Die vollständig eingebaute, doppelte Spurwechsel-Stelle

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Zugteil auf dem Gleis zum Testen

Die Geräuschentwicklung bei fahrenden Zügen auf der Wendel war für mich bis vor Kurzem eine Unbekannte. Hier habe ich unangenehme Überraschungen befürchtet. Jetzt, wo ich den abgebildeten Teil eines IC2000-Zuges zügig hin- und herschieben kann, bin ich beruhigt. Das Fahr-Geräusch ist diskret und moderat.

Die Fahrleitung in der Wendel realisiere ich mit Messingdraht von 2.5 mm Durchmesser. Wenn über dem Gleis noch eine weitere Wendel-Trasse ist, verwende ich Fahrleitungs-Klammern gemäss folgenden Bildern und stecke sie in die darüberliegende Wendelplatte. Jede Wendelplatte wird ihre eigenen Draht-Stückchen haben. Diese werden an ihren Enden nicht an diejenigen der Nachbar-Platte angelötet, sondern jede Platte wird separat mit Kabeln an die Fahrspannung angeschlossen. Damit kann ich einzelne Wendelplatten falls nötig (Reparaturen) auch später noch einzeln demontieren und wieder einsetzen.


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Ansicht der darüber liegenden Wendelplatte von unten. Der 2.5 mm Messingdraht wird in den Fahrleitungs-Klammern eingeklemmt. Solch ein riesiger Querschnitt der Fahrleitung wäre an sich nicht nötig, aber mit 2.5 mm Durchmesser funktioniert die Einklemm-Methode erst richtig gut. Bei dünneren Drähten, die aber trotzdem für den Stromabnehmer noch ausreichend vorstehen, ist bei einer solche Befestigung die Zuverlässigkeit unzureichend. In der Wendel will man ja wegen der schlechten Zugänglichkeit eine zuverlässige Lösung.


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So sieht eine Fahrleitungs-Klammer auf dem virtuellen Reissbrett aus. Die Befestigung an der Wendelplatte funktioniert gleich wie bei der Gleis-Befestigungs-Klammer (siehe Beitrag 19), wird aber von unten statt von oben eingeführt.


Wenn über dem Gleis keine weitere Wendel-Trasse ist, werden Fahrleitungs-Masten mit Querträgern zum Einsatz kommen. Diese muss ich aber erst noch konstruieren. Wenn die soweit sind, werde ich sie gerne hier zeigen.

Zitat von sturzeroebi im Beitrag #21

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Die Fahrleitung in der Wendel realisiere ich mit Messingdraht von 2.5 mm Durchmesser. Wenn über dem Gleis noch eine weitere Wendel-Trasse ist, verwende ich Fahrleitungs-Klammern gemäss folgenden Bildern und stecke sie in die darüberliegende Wendelplatte. Jede Wendelplatte wird ihre eigenen Draht-Stückchen haben. Diese werden an ihren Enden nicht an diejenigen der Nachbar-Platte angelötet, sondern jede Platte wird separat mit Kabeln an die Fahrspannung angeschlossen. Damit kann ich einzelne Wendelplatten falls nötig (Reparaturen) auch später noch einzeln demontieren und wieder einsetzen.



Ansicht der darüber liegenden Wendelplatte von unten. Der 2.5 mm Messingdraht wird in den Fahrleitungs-Klammern eingeklemmt. Solch ein riesiger Querschnitt der Fahrleitung wäre an sich nicht nötig, aber mit 2.5 mm Durchmesser funktioniert die Einklemm-Methode erst richtig gut. Bei dünneren Drähten, die aber trotzdem für den Stromabnehmer noch ausreichend vorstehen, ist bei einer solche Befestigung die Zuverlässigkeit unzureichend. In der Wendel will man ja wegen der schlechten Zugänglichkeit eine zuverlässige Lösung.

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Bei der unteren Ein- und Ausfahrt dieser Wendel gibt es eine Stelle, wo die darüberliegende Trasse auf der äusseren Seite nicht abgestützt werden kann, weil die Stütze mitten in die Ein- und Ausfahrt zu stehen käme.

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Von unten habe ich keine alternative Möglichkeit gefunden, die Trasse abzustützen. Deshalb habe ich eine Konstruktion zur Versteifung der Platten erstellt. Diese hält nun die kritische Stelle von oben her auf der korrekten Höhe.

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Die Versteifungs-Konstruktion ist zu lang für meinen Drucker. Deshalb besteht sie aus drei Teilen, die (wie die Wendelplatten) mit Schwalbenschwanz-Verbindungen zusammengesteckt werden. Die ganze (dreiteilige) Konstruktion wird mit Clip-Verbindungen auf die Wendelplatten gesteckt. Dafür kann ich die gleichen Vierkant-Löcher in der Wendel-Platte verwenden, die für die Befestigung der Gleise und der Oberleitungen angebracht wurden.

Guten Morgen Röbi,

ein tolles System hast Du da entwickelt!

Danke fürs teilen mit uns!!

Kannst du die Höhe der Stüzen im Slicer über die Skalierung einstellen
oder zeichnest Du jede Stütze in der ensprechenden Höhe im CAD?

Danke vorab!

Grüße von der Elbe
vom Heiko

Hallo Röbi

Auch ich sehe diesen Beitrag erst jetzt. Sehr schön und ich bin beeindruckt. Eine Frage habe ich aber. Warum hast Du, bei so viel Gedrücktes Material, keine größere Düse (0,6 oder 0,8) genommen. Das hätte die Druckzeit verringert, und vielleicht sogar die mechanische Stabilität erhōht. Oder sind die Details vielleicht doch zu klein für eine 0,6 Dūse?

Grüße, Aiko